Le GPS (Global Positioning System) est un système de géolocalisation américain fonctionnant grâce au positionnement de satellites. À l’origine utilisé par l‘armée, il est depuis tombé dans la sphère civile et est utilisé dans de nombreux domaines, dont la navigation routière. Nous allons voir de quelle manière il fonctionne.
Les satellites
Le système GPS navigation fonctionne grâce à 24 satellites gravitant autour de la terre à une altitude d’environ 20 200km. Lors de leur lancement, étalé sur plusieurs années, leurs révolutions autour de la terre ont été calculées de telle sorte qu'au moins quatre satellites soient visibles constamment de n’importe quel point de la planète.
Principe de fonctionnement
Le GPS auto est en fait un récepteur qui analyse les signaux envoyés par les satellites. Il utilise le principe de la triangulation. Pour calculer sa position, il reçoit un signal d'un premier satellite qui va lui indiquer la distance qui le sépare de celui-ci en calculant le temps que va mettre ce signal à arriver, et cela, à la nano-seconde près.
Ce temps est calculé par rapport à l'heure d'émission du signal et l'heure de réception. Au préalable, le satellite et le GPS se sont synchronisés pour faire correspondre leur horloge interne.
À cet instant, le GPS voitures ne connaît pas encore sa position, mais simplement la distance qui le sépare du satellite. Il reçoit alors le signal d'un second satellite qui va lui donner également sa distance ainsi que d'un troisième, puis d'un quatrième.
Il faut au moins quatre satellites pour d'une part, recouper le signal et déterminer sa position sur terre et d'autre part, synchroniser l'horloge interne du satellite et du récepteur.
En effet, une des difficultés de la synchronisation vient du fait que le satellite dispose d'une horloge atomique très précise que n'a pas les récepteurs GPS. Il faut savoir qu'une erreur d'un millionième de seconde peut provoquer un décalage d'environ 300 mètres sur la position.
L'autre difficulté est liée à la dégradation du signal lors de la traversée des couches de l'atmosphère terrestre.Contre l'ensemble de ces contraintes, les systèmes satellites et GPS tiennent compte des erreurs et intègrent des corrections par des calculs mathématiques complexes.
Il est à noter que l' Europe se dote à son tour d'un système GPS baptisé Galileo qui devrait être opérationnel début 2014.
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